钢屋架设计计算书Word文档下载推荐.docx
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雪荷载标值：
屋面积灰荷载：
0.30kN/m2
二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置
由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架,
未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。
屋架坡度l=24m,每端支座中线缩进0.15m，计算跨度1。
=1—2X0.15m=23.7m;
端部高度取Ho=2m,中部高度H=3.2m（〜IJ7.4）;
起拱按f=l°
/500，取50mm,起拱后的上弦坡度为1/96
配合大型屋面板尺寸（1.5X6m）,采用屋架间距B=6m,上弦节
间尺寸1.5m。
选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。
图-1屋架尺寸
根据屋架荷载和地区计算温度情况，钢材采用Q235B,要求保证抗拉强度fu、伸长率S、屈服强度fy、冷弯试验4项机械性能S、P、C三项化学成分的含量合格。
焊条采用E43型焊条，手工焊。
C级（粗制）螺栓和锚栓采用Q235-A•F钢，螺栓M20和锚栓M24。
支撑布置：
由于房屋长度为72m〉60m,所以在房屋两端、中间布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑。
中间各屋架用
系杆联系，上、下弦各在两端和中央设三道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座处共三道为刚性系杆。
所有屋架采用同一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同，分为三个编号：
WJ1a,WJ1b,WJ1c
三、荷载和杆件内力计算
（1）屋架荷载
屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2X1.4）和活荷载（0.50kN/m2X1.4）的较大值，取0.50kN/m2X1.4。
屋架和支撑重按（0.12+0.011L）X1.2=0.384kN/m2x1.2;
因屋架下弦无其他荷载，为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。
屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算，但因屋面坡度娇小
（起拱后tga=1/9.6,seca=1.0054）,故近似取全部荷载均按水平投
影面积计算。
屋架全部荷载的设计值为:
图一—二屋架支撑布置
2-2
屋架支撑设置
（2）屋架杆件内力系数
屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如
图。
各节点的单位节点荷载按1.5m水平节间比例推算：
节间C~H:
1
节点A:
（1.15+1.35/2）/1.5=0.55
节点B:
[（1.35+1.5）/2]/1.5=0.95
节点1:
（1.5/2）/1.5=0.5
图-3屋架的杆件长度和内力系数
图一三屋架计算简图及内力系数
由于k=kR+kL，所以可仅建立半跨的计算模型，先计算半跨内
力系数，然后利用半跨与全跨的关系求出全跨内力系数，屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨赶件的内力系数《、kR、k=kL+kR按图，并已归入表中。
（3）杆件内力组合
1组合1――全部恒、活荷载：
全部恒、活荷载：
q=5.82kN/m2,F=5.82X1.5X6=47.52kN,
2组合2――全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全跨恒、活荷载
减去半跨活荷载）：
活荷载：
q=1.12kN/m2,F=1.12X1.5X6=10.08kN,
3组合3――全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载：
屋架和支撑重：
q=0.384x1.2=0.46kN/m2,F=0.46x1.5x
6=4.14kN,
屋面板重和活荷载：
q=1.4x1.2+0.5=2.18kN/m2,F=2.18x1.5x
6=19.62kN,
内力计算详见表-1
四、杆件截面选择
1、上弦杆
（1）确定内力及已知条件
整个上弦采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计，即N=-721.3KN,
Q235钢f=215N/mm2;
压杆［入］=150;
L°
y/L°
x=2;
（2）上弦杆计算长度：
屋架平面内（取节间轴线长度）：
L°
x二L0=1508mm
屋架平面外（取支撑节点间距离）：
y=21508=3016mm
（3）截面选择
选用两个不等肢角钢，短肢相并（如图所示），整体稳定系数①按b类
；
N=-721.3KN，查表，中间节点板厚度选用14mm制作节点板厚度选用16mm
设怎-65，查Q235钢稳定系数表，可得「二0.780
则需要的截面面积：
A=N=721.3103=4301.1mm2
0.780^215
需要的回转半径:
ix=Lox/'
=1508/65=23.2mm,iy=Loy/■=3016/65=46.4mm
根据需要（A、ix、iy）查角钢规格表，选用「厂140x90x10,肢背间距a=12mm,
2
A=4452mm,ix=25.6mm,iy=67.7mm,
（4）截面验算
'
x二旦二1508=58.9，、二=3016=44.55，均满足：
长细比-[J=150ix25.6yiy67.7
丁九X比九y,二仅求。
y
N7213x103
查表y=0.813V：
二=——一.199.3MPa:
：
215MPa
cpyA0.813汉5280
故所选截面合适
2、下弦杆
N=717.6KN，
（1）确定内力及已知条件
整个上弦采用等截面，按最大设计内力杆件的内力值设计，即
Q235钢f=215N/mm；
压杆「］=150；
y/L°
x=2；
（2）上弦杆计算长度：
x=L0=3000mm
屋架平面外（取支撑节点间距离）
Loy=24000/2-150=11850mm
因跨中有通长系杆，所以所需截面面积:
A』,17.6103=3337.7mm2f215
ix=L°
x/，=3000/65=46.15mm
140x90x8，肢背间距a=12mm,
iy二L°
y/'
=11850/65=182.31mm
根据需要（A、ix、iy）查角钢规格表，选用」1-
（A=3608mm,ix=25.9mm,iy二67.3mm,）
N717.6^10
二y198.89MPa:
:
yA3608
故不考虑截面削弱，所选截面合适
3、端斜杆aB
（1）杆件轴力：
N=-418.8KN
Lox二Loy=L=2543mm
-Lox二Loy,.选用两个不等肢角钢，长肢相并（如图所示）
选用「厂125X80x8,肢背间距a=12mm,
A=3198mm,ix=40.1mm,iy=32.7mm,
■■■■-x'
■■■-y，…仅求y
查表\=0.703，则:
CJ
3
N418.810
yA一0.7033198
=186.5MPa:
4、腹杆Fg
（1）杆件轴力：
最大拉力：
N1=^57.8KN
最大压力：
N2=-8.89KN
（2）计算长度
L0二3127mm
屋架平面内：
x=0.8L0=0.83127=2502mm
屋架平面外：
y=L0=3127mm
整体稳定系数①按b类
选用两个不等肢角钢，短肢相并（如图所示）
选用2L56x5,（A=1083mm2,ix=17.2mm,iy=26.9mm,）
L0x
ix
2502
17.2
y3127
ly
26.9
=144.6：
［■］-150,
-117.1
讥］=150,
查表\=0.324，则：
c
8.8910
=25.3MPa:
215MPa\A0.3241083
yA
10=53.37MPa：
215MPa1083
5、竖杆Gg
（1）杆件内力：
N=-47.52KN,
压杆[入]=150;
x=2；
L0=2900mm
x=0.8L°
=0.82900=2320mm
y=L0=2900mm
因杆件内力较小，取■二[■]=150,
ix=L°
x/['
]=2320/150=16.6mm
iy=L°
y/■=2900/150=20.7mm
根据需要（Aix、iy）查角钢规格表，选用2厂56x5,
A=1083mm,ix=17.2mm,iy=26.9mm,
L0y
旦=2320=134.1乞［订=150,ix17.2
-2900=108.6乞［■］=150,
其余各杆件的截面选择过程不再列出详见表1-2
五、焊缝计算
节点处杆件焊缝计算见后附腹杆焊缝计算表。
焊缝最小构造尺寸
用5~80mm。
下弦杆焊缝计算表为下弦杆焊缝计算表。
由腹杆焊缝要求确定的
节点板宽度较大，故下弦杆hf均用构造最小值5mm一般节点）或6mm
（端节点和中央拼接接点），表列lw为满足计算的最低要求。
上弦杆角钢尖焊缝计算表为上弦杆焊缝计算表。
先画节点图，按
腹杆焊缝要求确定节点板宽度I填入表中，再按此求出相应需要的
hf2;
但中央拼接接点的I比构造要求略予放大，使求得的hf2太大。
上弦节点A、C、E、G的△N=0,表中不列，焊缝按构造确定（hf2=5mm满焊）。
上弦杆角钢背槽焊缝按两条hf2=t/2=5mm角焊缝承受上弦节点荷载考虑，强度十分富裕，故计算书不再列出。
六、节点设计
节点设计的任务是根据杆件间隙的要求和焊缝要求，画1/2~1/5
比例尺节点图，以确定杆端切断点位置和节点板尺寸，并将结果抄入屋架施工图中。
由于所有焊缝尺寸已在附表中确定，一般节点可直接按此画图；
只有下弦、上弦中央拼接节点和支座节点需作补充计算，如下：
（1）下弦拼接节点i
下弦杆为140X90X8,拼接角钢用相同规格。
角钢t=10mm拼接角钢焊缝位于角钢尖，用hf=t-2=6mm焊缝按等强度设计：
[N]=Af=3608X215=775.7X10
w3
Iw=[N]/（4X
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